Lista UA 09_O Campo Magnético

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Lista de exercícios (UA 09): O campo Magnético 
 Profª. Dra. Maria Elenice dos Santos 
 
 (QUESTÃO 01) Campo Magnético é a concentração de magnetismo que é criado em torno de uma carga 
magnética em um determinado espaço. O campo magnético é criado por imãs, da mesma forma como é a 
carga elétrica e a massa que, respectivamente, criam os campos elétrico e gravitacional. Em um campo 
magnético, as linhas de indução partem dos vetores de indução magnética e dirigem-se do polo norte para o 
polo sul. As linhas do campo magnético são tangentes, não podendo ser cortadas. Além disso, estas são 
curvas porque têm origem por mais do que uma massa. Isso tem base no fato de que os ímãs são dipolos e os 
seus polos (norte e sul) não podem ser separados. 
 Conhecido como campo geomagnético ou magnetosfera, o campo magnético terrestre surge do seu 
núcleo externo e pode ser percebido em todo o planeta. Sua descoberta, uma das mais antigas, data do século 
XVI e foi feita por Willian Gilbert (1544-1603). Quando o físico reparou que as bússolas apontavam sempre 
para o norte, concluiu que, tal como um ímã, a Terra possuía os polos norte e sul. O campo magnético 
terrestre protege a Terra da radiação solar, como se fosse um escudo e é ele que torna possível viver nesse 
planeta. 
 Uma partícula carregada está se movendo em uma região onde existe um campo magnético. Qual é a 
direção da força a que a partícula é submetida por causa da presença do campo magnético? 
a) A direção do campo magnético. 
b) A direção oposta à do movimento da partícula. 
c) A direção perpendicular ao campo magnético e à velocidade da partícula. 
d) A direção oposta à do campo magnético. 
e) A direção do movimento da partícula. 
 
Resposta: Letra C. 
 
Resolução: Por definição, a força magnética deriva de um produto vetorial entre o vetor velocidade v e o 
vetor indução magnética B. Dessa forma, a direção do vetor força magnética será sempre perpendicular a 
ambos os referidos vetores, v e B, dado pela equação que segue: 
 
BvqF

 
 
 
 (QUESTÃO 02) Suponhamos que exista um campo magnético uniforme e que seja lançada uma carga 
elétrica nesse campo. Dependendo da direção assumida pela velocidade da carga em relação ao campo 
magnético, esta poderá descrever no interior desse campo magnético vários movimentos. Se lançarmos uma 
carga elétrica com velocidade v no interior de um campo magnético uniforme B, essa carga realizará um 
movimento uniforme no interior do campo magnético. Portanto, os diferentes tipos de trajetória assumidos 
pela carga dependem do ângulo com que ela foi lançada no campo magnético. A equação utilizada para 
determinar a força a que uma carga está submetida nos casos acima citados é dada pela equação que segue: 
 
BvqF

 
Ou: 
senBvqF ..

 
 
 Complete a seguinte frase: Desprezando-se os efeitos do campo gravitacional, se uma partícula 
positivamente carregada é liberada sem velocidade inicial em uma região onde existe um campo magnético 
que aponta para leste, a partícula: 
a) Permanece em repouso. 
b) É acelerada para leste. 
c) É acelerada para norte. 
d) É acelerada para cima. 
e) É acelerada para baixo. 
 
Resposta: Letra A. 
 
Resolução: Considerando-se a seguinte equação: senBvqF ..

, a força magnética somente existirá se a 
partícula estiver em movimento em presença de um campo magnético. Considerando-se o fato de que a 
partícula em questão é liberada “sem” velocidade, a carga não apresentará movimento. Em outras palavra, 
sobre uma partícula em repouso não pode agir força magnética. 
 
(QUESTÃO 03) Ao redor de um ímã existe uma região denominada campo magnético que está associada à 
organização dos chamados domínios magnéticos no interior da matéria. Por meio do campo magnético, outro 
material magnético pode perceber a existência do ímã, sendo atraído ou repelido. Esse campo magnético às 
vezes está associado a condutores percorridos por corrente elétrica, o que também está relacionado ao 
alinhamento de seus domínios magnéticos. O campo magnético pode ser representado por figuras 
geométricas denominadas linhas de campo. 
 A Lei de Ampère afirma que o sentido do campo magnético é determinado pelo sentido da corrente. 
Dessa forma, invertendo-se o sentido da corrente, inverte-se também o sentido do campo magnético. Essa 
relação é representada pela regra da mão direita, que diz o seguinte: o polegar da mão direita indica o sentido 
convencional da corrente elétrica; e os outros dedos, ao envolverem o condutor por onde passa a corrente, 
dão o sentido das linhas de campo magnético, conforme ilustra a figura a seguir. 
 
 
Para que é usada a regra da Mão Direita? 
a) Para determinar a direção da força magnética a que está submetida uma partícula a partir da direção 
do campo magnético e da direção da velocidade da partícula. 
b) Para determinar o sinal e o valor absoluto da carga de uma partícula a partir da direção do campo 
magnético e da direção da força magnética a que a partícula está submetida. 
c) Para determinar o módulo da força a que uma partícula está submetida a partir do sinal e do valor da 
carga da partícula e do módulo da velocidade da partícula. 
d) Para determinar a força de reação ao aplicar a terceira lei de Newton ao movimento de uma partícula. 
e) Para determinar a força de reação ao aplicar a segunda lei de Newton, o princípio fundamental da 
dinâmica, ao movimento de uma partícula. 
 
Resposta: Letra A. 
 
Resolução: A Regra da Mão Direita é comumente utilizada em caso de produtos vetoriais, no sentido de 
descobrir a direção da força magnética a que está submetida uma partícula de carga de módulo q, com base 
nas direções do vetor velocidade da partícula e do vetor indução magnética presente. 
 
 (QUESTÃO 04) Como os elétrons e prótons possuem características magnéticas, ao serem expostos a 
campos magnéticos, interagem com este, sendo submetidos a uma força magnética FM. Supondo-se que 
campos magnéticos estacionários, ou seja, que o vetor campo magnético B em cada ponto não varia com o 
tempo, que partículas desenvolvam uma velocidade inicial v no momento da interação e que o vetor campo 
magnético no referencial adotado é B, pode-se estabelecer três casos: 
Carga elétrica em repouso 
 Um campo magnético estacionário não interage com cargas em repouso. Tendo um Ímã posto sobre 
um referencial arbitrário R, se uma partícula com carga q for abandonada em sua vizinhança com velocidade 
nula não será observado qualquer surgimento de força magnética sobre a partícula, seja positiva, negativa ou 
neutra. 
Carga elétrica com velocidade na mesma direção do campo 
 Um campo magnético estacionário não interage com cargas que tem velocidade não nula na mesma 
direção do campo magnético. Sempre que uma carga se movimenta na mesma direção do campo magnético, 
sendo no seu sentido ou contrário, não há aparecimento de força eletromagnética que atue sobre ela. Um 
exemplo deste movimento é uma carga que se movimenta entre os polos de um Ímã. A validade desta 
afirmação é assegurada independentemente do sinal da carga estudada. 
 
Carga elétrica com velocidade em direção diferente do campo elétrico 
 Quando uma carga é abandonada nas proximidades de um campo magnético estacionário com 
velocidade em direção diferente do campo, este interage com ela. Então esta força será dada pelo produto 
entre os dois vetores, B e v e resultará em um terceiro vetor perpendicular a ambos, este é chamado um 
produto vetorial. 
 
 Uma partícula negativamente carregada penetra em uma região onde existe um campo magnético 
constante. Se a velocidade da partícula ao entrar na região é perpendicular ao campo magnético, qual é a 
trajetória subsequente da partícula? 
a) A partícula descreve uma trajetória helicoidal em torno das linhas de campo magnético. 
b) A partícula descreve uma trajetória circular em um plano perpendicular às linhas de campo 
magnético. 
c) A partículadescreve uma trajetória retilínea na mesma direção em que estava se movendo ao entrar 
na região. 
d) A partícula descreve uma trajetória circular em um plano paralelo às linhas de campo magnético. 
e) Não há informações suficientes para responder. 
 
Resposta: Letra B. 
 
Resolução: Uma partícula sobre a qual se estabelece uma diferença de potencial (ddp) deve ser deslocada 
devido a esta ddp aplicada. Quando a referida partícula entra em uma região de um campo magnético 
aplicado, esta ficará sujeita a este campo, passando a agir sobre aquela uma força magnética. Sob tais 
condições, a força magnética será tal que promoverá a curvatura no deslocamento da partícula, obrigando-
a a descrever um movimento circular, em um plano que é perpendicular às linhas de campo magnético. 
 
 
(QUESTÃO 05) A força magnética resulta da força eletromagnética, uma das quatro forças fundamentais da 
natureza e depende da interação entre as partículas em um campo magnético. Por definição, um campo 
magnético é criado por ímãs. Estes são constituídos de dois polos, norte e sul, e a força resultante da 
aproximação dos polos pode ser repulsiva ou de atração. Quando dois objetos eletricamente carregados se 
movimentam no mesmo sentido, a força magnética entre eles é de atração, porém, quando tais objetos 
carregados se movimentam em direção oposta, eles se repelem. 
 O módulo da força da força entre esses objetos depende da quantidade de carga q em movimento em 
cada um dos objetos, bem como da distância entre eles. Já a direção da força vai depender das direções 
referentes ao movimento da carga. A força magnética é dada pela seguinte equação: 
 
BvqF

 
 
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Sendo F o módulo da força magnética, q a quantidade de carga, v a velocidade que a carga q desenvolve e B 
o vetor indução magnética. A força magnética sempre será perpendicular aos vetores de velocidade e vetor 
indução magnética, uma vez que se trata de um produto vetorial entre v e B. 
 Um elétron está se movendo para o sul quando penetra em uma região onde existe um campo 
magnético uniforme que aponta para oeste. Qual das informações abaixo a respeito dessa situação é falsa? 
a) O movimento subsequente do elétron é o mesmo que se, em vez de campo magnético, houvesse um 
campo elétrico apontando para oeste. 
b) O elétron segue uma trajetória curva. 
c) A direção da força magnética a que o elétron está submetido varia com o tempo. 
d) O módulo da força magnética a que o elétron está submetido não varia com o tempo. 
e) A direção da força magnética a que o elétron está submetido é perpendicular à direção do campo 
magnético. 
 
Resposta: Letra A. 
 
Resolução: A interação de uma partícula eletricamente carregada, em movimento e em presença de um 
campo magnético, respeita a equação: BvqF

 . As características referentes à partícula e que permitem 
explicar tal fenômeno são informações relacionadas às propriedades magnéticas da matéria. Nesse sentido, 
o comportamento de um elétron em presença de um campo elétrico não seria o mesmo caso o campo 
aplicado fosse magnético. 
 Uma vez neste campo, a trajetória do elétron seria curva, devido à ação da força magnética sobre 
ele. De fato, a direção da força magnética a que o elétron está submetido possui uma dependência temporal, 
pois, depende da velocidade, dada por: 
dt
xd
v


 . Já a força magnética possui módulo constante, calculado a 
partir de: senBvqF ..

.Por fim, por se tratar de um produto vetorial, a direção da força magnética a que 
o elétron está submetido deverá ser perpendicular à direção do campo magnético.